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PONTES Fernanda Dresch Classificação das pontes Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Reconhecer os critérios de classificação das pontes. Relacionar as pontes convencionais com as provisórias, flutuantes e com estrado móvel. Identificar a classificação de pontes mundialmente famosas. Introdução Chegar aonde ninguém jamais chegou, ligando destinos diferentes e enfrentando obstáculos a serem transpostos, como rios, mares ou até mesmo os mais profundos vales, é um dos grandes desafios para o ho- mem. A fascinante arte de arquitetar pontes vem encantando muitas gerações com sua altivez estrutural e beleza. Além disso, a importância das pontes para o desenvolvimento e o relacionamento humano tem sido a força que impulsiona o avanço nos conhecimentos das técnicas de construção dessas estruturas. Dessa forma, torna-se fundamental aprender os principais critérios de classificação de uma ponte, além de conhecer as mais famosas arquiteturas do mundo em relação a esse tipo de estrutura. Neste capítulo, você vai aprender os principais critérios de classificação das pontes e, também, vai relacionar as pontes convencionais com as provisórias, flutuantes e com estrado móvel. Além disso, você vai aprender as principais características de pontes famosas: Golden Gate; Rio-Niterói, viaduto de Millau e Qingdao Haiwan. Critérios de classificação das pontes A classifi cação de uma ponte pode ser feita levando-se em consideração várias características, com base em inúmeros autores, entre eles Pfeil (1979); El Debs e Takeya (2009), Salles et al. (2005), e Marchetti (2008). As classifi cações mais comuns são de acordo com a extensão do vão, a fi nalidade, os materiais utilizados para a sua construção, o tipo estrutural, a durabilidade e o tipo de tráfego. No entanto, o que realmente interessa aos engenheiros, de acordo com Vasconcelos (1993), é a classificação pelo tipo estrutural, pelo modo de funcio- namento da estrutura e pela maneira como os carregamentos são transferidos para os pilares, e destes para a fundação. Vamos tratar a partir de agora dos critérios de maior relevância na classificação de pontes. Natureza do tráfego A classifi cação segundo a natureza do tráfego das pontes abrange: pontes rodoviárias; pontes ferroviárias; passarelas (pontes para pedestres); pontes aeroviárias; pontes-aquetudos; pontes mistas. Nesses tipos de pontes, as de- nominações são associadas ao tipo de tráfego principal. Nos casos de pontes mistas, que são destinadas a mais de um tipo de tráfego, temos como exemplo a ponte rodoferroviária, que serve para estabelecer a continuidade de uma rodovia e de uma ferrovia, conforme afi rmam El Debs e Takeya (2009). Sistema estrutural da superestrutura As pontes podem ser classifi cadas, quanto ao sistema estrutural da superes- trutura, como: ponte em viga; ponte em pórtico; ponte em arco; ponte pênsil; ponte estaiada (Figura 1). Esses tipos de pontes podem ainda apresentar sub- divisões, em função dos tipos de vinculação dos elementos, como a ponte em viga simplesmente apoiada e a ponte em arco biarticulado, como exemplifi cam El Debs e Takeya (2009). Figura 1. Sistemas estruturais de pontes. Fonte: Adaptada de Marchetti (2008). Classificação das pontes2 Material da superestrutura Para a classifi cação de pontes com base no material da superestrutura, deve- -se considerar que cada tipo de material oferecerá concepções estruturais deferentes. Dentre os materiais mais utilizados, conforme Pfeil (1979) e El Debs e Takeya (2009), estão: alvenaria de tijolos; alvenaria de pedra; madeira em estado bruto (roliça); madeira em peças desdobradas ou laminado colado; aço; concreto simples; concreto armado; concreto protendido; mistas (aço/ concreto e madeira/concreto). Planimetria Para o desenvolvimento do traçado (em planta) de uma ponte, é importante ter o conhecimento do seu traçado e das condições de interferência no local da obra. Nesse caso, conforme El Debs e Takeya (2009), as pontes podem ser classifi cadas em (Figura 2): retas: possuem eixo reto e subdividem-se em ortogonais e esconsas; curvas: possuem eixo curvo. Figura 2. Classificação das pontes segundo o desenvolvimento planimétrico: a) pontes retas (ortogonais e esconsas) e b) pontes curvas. Fonte: Adaptada de Marchetti (2008). a) Pontes retas: ortogonais, esconsas b) Pontes curvas Ortogonal Esconsa 90º 90º α Eixo do obstáculo c Eixo do obstáculo Eixo da ponte Eixo da ponte Eixo da ponte 3Classificação das pontes Altimetria Com relação à altimetria, as pontes se classifi cam segundo o seu desenvolvi- mento altimétrico, conforme a Figura 3, podendo ser: em rampa; horizontal; reta; com tabuleiro côncavo ou, ainda, com tabuleiro convexo, conforme El Debs e Takeya (2009). Figura 3. Classificação das pontes segundo o desenvolvimento altimétrico. Fonte: Adaptada de El Debs e Takeya (2009). Comprimento Conforme Marchetti (2008) e El Debs e Takeya (2009), as pontes podem ser classifi cadas, segundo o seu comprimento (Figura 5), como: galerias (bueiros): de 2 a 3 metros; pontilhões: de 3 a l0 metros; pontes: acima de l0 metros. Ainda, El Debs e Takeya (2009) explicam que essa classificação tem im- portância apenas para apresentar as denominações que as pontes recebem em função do seu comprimento ou porte e que existe, ainda, para as pontes de concreto, outra divisão: pontes de pequenos vãos: até 30 metros; pontes de médios vãos: de 30 a 60 a 80 metros; pontes de grandes vãos: acima de 60 a 80 metros. Classificação das pontes4 Para saber mais sobre os critérios de classificações de pontes, leia Introdução às pontes de concreto, de El Debs e Takeya (2009). Pontes provisórias, flutuantes e estrado móvel Como visto anteriormente, a função de uma ponte consiste em vencer um obstáculo de modo a permitir a travessia de tráfego e mercadorias. As pontes podem ser ainda classifi cadas quanto ao tempo de utilização (provisórias), quanto à mobilidade do substrato (fl utuante) e quanto ao estrado (móvel). Pontes provisórias: estruturas com duração limitada, construídas para serem utilizadas por um período de tempo relativamente curto; ou seja, são pontes empregadas de forma passageira. São substitutos de pontes permanentes que, por algum motivo, ruíram ou não se encontram em condições de uso. Podem ser também usadas na necessidade de liberação rápida de uma travessia. A ponte provisória é de rápida construção, geralmente de madeira; nos últimos anos, porém, vem aumentando o emprego de pontes provisórias com superestruturas de vigas de aço, em treliça, que são de custo mais elevado que as de madeira, mas que podem ser desmontadas e empregadas sucessivas vezes, como afirmam Pfeil (1979) e Colombo (2017). Pontes flutuantes: são pontes provisórias apoiadas em flutuadores, constituídos por barcos ou tambores metálicos. Podem também ser construídas pontes flutuantes não provisórias, com apoio em flutuantes de aço ou de concreto armado (Figura 4). Esse tipo de estrutura não é muito utilizado, mas há situações em que uma ponte convencional não é a melhor solução; por exemplo, quando o maciço está a uma profundidade relativamente grande ou quando possui capacidade de carga deficiente. Nesses casos, a construção de pilares e estacas pode ser muito complexa. As pontes flutuantes têm características técnicas que as diferenciam das pontes convencionais ou até de outras estruturas flutuantes: dispensam a necessidade de fundações; tornam necessárias a utilização de ancoragens e/ou dispositivos de ligação à terra de modo a manter o alinhamento transversal e longitudinal; podem criar um 5Classificação das pontes obstáculo para o tráfego marítimo e, nesse caso, é necessário dotar a ponte de uma abertura; são soluções economicamente eficientes, dependendo das características do local de implantação, como expõem Pfeil (1979) e Lima (2014).Figura 4. Evergreen Point, nos Estados Unidos, é a maior ponte flutuante em concreto do mundo. Fonte: Cascade Creatives/Shutterstock.com. Pontes com estrado móvel: na transposição de uma rota navegável, a altura do greide de uma via não pode ser elevada de forma a interromper o nível de navegação. Diante disso, pode-se escolher entre duas soluções que facilitam o entrosamento entre os modais: construir uma ponte fixa e alta, que as embarcações passem por baixo, ou construir uma ponte móvel, para que ela possa ceder espaço para os veículos que vêm pela água. A ponte com estrado móvel possui dispositivos para movimentos de translação ou de rotação. O movimento de translação é representado pelas pontes basculantes e giratórias, enquanto os movimentos de ro- tação são representados pelas pontes corrediças e levadiças (Figura 5), conforme expõem Pfeil (1979) e Colombo (2017). Figura 5. Ponte com estrado móvel. Fonte: Adaptada de Pfeil (1979). Classificação das pontes6 Para saber mais sobre o assunto, leia o Capítulo 1, “Conceitos gerais: classificação”, do livro Pontes em concreto armado, de Walter Pfeil (1979). Pontes famosas Golden Gate Em termos de estruturas metálicas, a Golden Gate é uma das mais conhecidas. Ela liga a cidade de São Francisco à cidade de Sausalito, na Califórnia, Estados Unidos. Trata-se de uma ponte pênsil, cuja construção foi iniciada em 1933 e concluída em 1937. Tem 2.737 metros de comprimento total, incluindo os acessos, e 1.966 metros de comprimento suspenso, sendo a distância entre as duas torres de 1.280 metros. Essas torres de suspensão, por sua vez, erguem- -se a 22 metros acima do nível do mar, sustentando os cabos que, nas pontes com essa arquitetura, suportam o tabuleiro suspenso. A ponte Golden Gate é o principal cartão postal de São Francisco, bem como uma das mais conhe- cidas construções dos Estados Unidos. É também considerada uma das sete maravilhas do mundo moderno pela Sociedade Americana de Engenheiros Civis (Figura 6), conforme afi rma Ficht Neto (2015). Figura 6. Ponte Golden Gate. Fonte: Luciano Mortula – LGM/Shutterstock.com. 7Classificação das pontes Rio-Niterói Inaugurada no dia 4 de março de 1974, a ponte Rio-Niterói foi criada para ligar dois centros urbanos separados pela baía de Guanabara, as cidades Rio de Janeiro e Niterói. Tem uma extensão total de 13,29 km, sendo 8,83 km sobre a água. Apresenta o maior vão em viga reta do mundo e é a maior ponte de concreto protendido do Hemisfério Sul. Engenheiros apontam os nove quilômetros erguidos sobre o mar como a parte mais complexa de toda a construção, por ter envolvido perfuração do subsolo oceânico na busca por um terreno rochoso que suportasse a sua estrutura. Apresenta uma superestrutura composta pelo tabuleiro e pelas pistas de rolamento. No elevado da Av. Rio de Janeiro e nas rampas, nas duas cidades, foram utilizadas vigas pré-moldadas, de concreto protendido (longarinas), que se apoiam nas travessas dos pilares. Na parte marítima, utilizaram-se as aduelas, nos trechos correntes, e a estrutura metálica, no vão central. Sua mesoestrutura é formada pelos pilares e pelas travessas, tendo, em terra, pilares e travessas com formas preparadas no local; ao mar, foi utilizado o processo de formas deslizantes. Para sua infraestrutura, utilizou-se funda- ções e blocos de coroamento, tendo na parte terrestre estacas cravadas em terreno resistente, capeadas por blocos de concreto e, na baía, a pequenas profundidades, utilizaram-se estacas metálicas. Nas profundidades maiores, utilizaram-se “ilhas flutuantes”, plataformas equipadas com perfuratrizes e guindastes. Quando a obra foi entregue, tinha previsão de um volume diário de 4.868 caminhões, 1.795 ônibus e 9.202 automóveis, totalizando 15.865 veículos. Hoje apresenta um volume de tráfego superior a 150.000 veículos diários (Figura 7), conforme afirma Velloso (2013). Figura 7. Ponte Rio-Niterói. Fonte: Velloso (2013). Classificação das pontes8 Para saber mais sobre a ponte Rio-Niterói, leia o artigo Ponte Rio-Niterói (Ponte Presidente Costa e Silva) Um Marco em nossa Engenharia, de Fernando de Castro Velloso, na Revista da Cultura (2013). Viaduto de Millau Construído no sudoeste francês e inaugurado em 2004, visando a facilitar a travessia do vale do rio Tam, perto de Millau, na França, e assim concluir a ligação norte-sul da França por autoestrada, o viaduto atravessa o vale no ponto mais alto, formando uma ligação entre Clermont-Ferrand, a região do Languedoc e da Espanha, tornando mais fácil o trajeto. O Viaduto de Millau é hoje a ponte mais alta do mundo e uma grande obra da engenharia civil. Em uma grandiosa estrutura que chega a atingir os 343 metros de altura (19 metros mais alta que a Torre Eiff el), construída em aço e suportada por cabos, assente em sete pilares de concreto armado, com um comprimento de 2.460 metros por 32 metros de largura, estende-se ao longo de todo o vale com uma inclinação de 3% e curvas suaves de 20 km de raio, que facilitam a visibilidade na circulação dos automobilistas (Figura 8). Foi projetada pelo arquiteto inglês Norman Foster, juntamente com o engenheiro francês Michel Virlogeux. Toda a sua pista foi construída em terra e arrastada pelos pilares com a ajuda de macacos hidráulicos controlados por GPS, a uma velocidade de 60 cm a cada quatro horas, até que as duas partes da pista se encontraram. Esse sistema tornou obrigatória a revisão de todo o processo de segurança, pois qualquer falha poderia comprometer toda a construção, e qualquer erro poderia causar o desmoronamento do viaduto. 9Classificação das pontes Figura 8. Viaduto de Millau. Fonte: Coutinho (2016, documento on-line). Qingdao Haiwan Inaugurados em 30 de junho de 2011, os 42 quilômetros da ponte Qingdao Haiwan (Figura 9) foram construídos em apenas quatro anos. Localizada na cidade de Qingdao, na província de Shandong, na China, faz a ligação do porto leste de Qingdao com a ilha de Huangdao. O empreendimento, suportado por mais de 5.000 pilares, com 35 metros de largura e oitos pistas, foi dimensio- nado para resistir a grandes terremotos, tufões e até a uma batida de navio de até 300.000 toneladas. O custo foi de aproximadamente R$ 3,6 bilhões. A construção da ponte Qingdao Haiwan teve por objetivo diminuir em 30 km a viagem entre a parte central da cidade e o subúrbio de Huangdao. Com isso, o tempo de deslocamento entre os dois pontos caiu de 40 minutos para 20 minutos. Além de melhorar o transporte, a ponte é uma demonstração do poder econômico da China, um dos motores do desenvolvimento do mundo e apontado como possível sucessor dos Estados Unidos como maior potência mundial. Classificação das pontes10 Figura 9. A ponte Qingdao Haiwan. Fonte: UOL Notícias (2011, documento on-line). 1. Com relação à classificação de uma ponte, marque a resposta correta. a) Classificação quanto à natureza do tráfego: pontes rodoviárias; pontes ferroviárias; passarelas (pontes para pedestres); pontes aeroviárias; ponte- aquetudos; pontes mistas. b) Classificação quanto ao sistema estrutural da superestrutura: alvenaria de tijolos; alvenaria de pedra; madeira em estado bruto (roliça); madeira em peças desdobradas ou laminado colado; aço; concreto simples; concreto armado; concreto protendido; mistas. c) Classificação quanto ao material da superestrutura: ponte em viga; ponte em pórtico; ponte em arco; ponte pênsil; ponte estaiada. d) Classificação quanto à altimetria: retas, possuem eixo reto e subdividem-se em ortogonais e esconsas; curvas, possuem eixo curvo. e) Classificação quanto à planimetria: em rampa; horizontal; retas; tabuleiro côncavo; tabuleiro convexo. 2. Entre os tipos de estrutura de uma ponte está a estaiada, representada em: a) b) 11Classificação das pontes c) d) e) 3. __________foi criada para ligar dois centros urbanos separados pela baía de Guanabara, as cidades ______________, com umaextensão total de 13,29 km, sendo 8,83 km sobre a água. Idealizada desde os tempos de colônia, apresenta o maior vão em viga reta do mundo e, ainda, é considerada a maior ponte de concreto protendido do hemisfério sul. Quando inaugurada, foi considerada a segunda maior ponte do mundo. A obra é um marco da engenharia nacional. a) A ponte Golden Gate; Rio de Janeiro e Niterói. b) A ponte Rio-Niterói; Rio de Janeiro e Niterói. c) A ponte Golden Gate, do norte-sul da França. d) A ponte Golden Gate, São Francisco e Sausalito. e) A ponte Rio-Niterói, do norte-sul da França. 4. __________: estruturas construídas para uma duração ____________, que são construídas para serem utilizadas por um período de tempo relativamente _______, ou seja, são pontes empregadas de forma __________ . a) Pontes provisórias; ilimitada; longo; passageira. b) Pontes flutuantes; limitada; curto; fixa. c) Pontes provisórias; limitada; curto; passageira. d) Pontes de estrado móvel; ilimitada; curto; fixa. e) Pontes flutuantes; limitada; curto; passageira. 5. Na transposição de uma rota navegável, a altura do greide de uma via não pode ser elevada de forma a interromper o nível de navegação. Diante disso, costuma-se adotar uma ____________, para que ela possa ceder espaço para os veículos que vêm pela água. Logo, torna-se necessária a construção de uma ponte com seu estrado __________, pois esses tipos de estruturas possuem dispositivos para movimentos de translação ou de rotação, sendo que o movimento de translação é representado pelas _____________, enquanto que os movimentos de rotação são representados pelas ___________ a) ponte com estrado móvel; fixo; pontes basculantes e giratórias; pontes corrediças e levadiças. b) ponte com estrado móvel; móvel; pontes corrediças e levadiças; pontes basculantes e giratórias. c) ponte com estrado móvel; móvel; pontes basculantes e giratórias; pontes corrediças e levadiças. d) ponte suspensa; móvel; pontes corrediças e levadiças; pontes basculantes e giratórias. e) ponte estaiada; fixo; pontes basculantes e giratórias; pontes corrediças e levadiças. Classificação das pontes12 COLOMBO, P. D. K. Análise estrutural da ponte ferroviária em treliça metálica danificada pela oxidação na ferrovia Tereza Cristina. 2017. 86 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Monografia) - Curso de Engenharia de Infraestrutura do Centro Tecnológico, Uni- versidade Federal de Santa Catarina, Joinville, 2017. COUTINHO, C. Viaduto de Millau. c2016. Disponível em: . Acesso em: 29 jun. 2018. EL DEBS, M. K.; TAKEYA, T. Introdução às pontes de concreto: texto provisório de apoio à disciplina de pontes SET 412. São Carlos, 2009. (Apostila). FICHT NETO, H. Análise da ação do vento em um galpão metálico de telhado curvo. 2015. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Monografia) - Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Panambi, 2015. LIMA, J. N. C. da. R. Estudo de pontes flutuantes de médio/grande vão. 2014. 122 f. Dis- sertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2014. MARCHETTI, O. Pontes de concreto armado. São Paulo: Blucher, 2008. PFEIL, W. Pontes em concreto armado: elementos de projetos, solicitações, dimensio- namento. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1979. SALES, J. J. et al. Segurança nas estruturas: teoria e exemplos. São Carlos: EESC-USP, 2005. UOL Notícias. Ponte sobre o mar mais longa do mundo é inaugurada na China. Dis- ponível em: . Acesso em: 28 jun. 2018. VASCONCELOS, A. C. Pontes brasileiras, viadutos e passarelas notáveis. São Paulo: Pini, 1993. VELLOSO, F. C. Ponte Rio-Niterói (Ponte Presidente Costa e Silva): um marco em nossa engenharia. Revista Da Cultura, nº. 21, p. 16-24, maio, 2013. Leitura recomendada SARTARTI, A. L. Identificação de patologias em pontes de vias urbanas e rurais no município de Campinas, SP. 2008. 205 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, 2008. 13Classificação das pontes http://com.br/wp-content/uploads/2016/02/millau1.jpg http://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2011/06/30/ Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra.